發(fā)布時間：2018-07-25 16:02

【摘要】：溫度變化有可能導(dǎo)致工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度應(yīng)力,引起結(jié)構(gòu)振動特性發(fā)生改變.因此針對工程中常見的受軸力作用梁,基于Hamilton變分原理,在梁的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系中引入溫度變化,推導(dǎo)其非線性運(yùn)動微分方程.針對三類邊界條件(鉸支-鉸支、鉸支-固支和固支-固支),開展特征值分析及模態(tài)離散.利用攝動法求解系統(tǒng)非線性自由振動和主共振響應(yīng)的近似解,并得到其幅頻響應(yīng)方程.通過算例研究溫度變化對梁非線性振動特性影響.研究結(jié)果表明:梁固有頻率和溫度變化呈現(xiàn)出反比例關(guān)系;溫度變化與梁非線性振動時硬彈簧特性的程度呈正比例關(guān)系;溫度變化對小幅和大幅振動時的響應(yīng)幅值影響恰恰相反;相同溫度變化條件對不同邊界梁的振動特性影響有定量差異;溫度變化會導(dǎo)致梁的位移場曲線發(fā)生定量改變.總之梁結(jié)構(gòu)的線性和非線性振動特性受溫度響明顯,且需特別關(guān)注其邊界條件.
[Abstract]:The change of temperature may lead to the thermal stress of the engineering structure and the change of the vibration characteristics of the structure. Based on the Hamilton variational principle, the temperature change is introduced into the stress-strain relation of the beam, and the nonlinear differential equation of motion is deduced. The eigenvalue analysis and modal discretization are carried out for three kinds of boundary conditions (hinge-hinge support, hinge-fixed support and clamped support). The perturbation method is used to solve the approximate solutions of the nonlinear free vibration and the principal resonance response of the system, and the amplitude-frequency response equation is obtained. The effect of temperature change on nonlinear vibration characteristics of beam is studied by an example. The results show that the natural frequency and temperature of the beam are inversely proportional, and the change of temperature is proportional to the degree of the characteristics of the hard spring in the nonlinear vibration of the beam. The effect of temperature change on the response amplitude of small and large vibration is the opposite; the effect of the same temperature change conditions on the vibration characteristics of different boundary beams has quantitative difference; the temperature change will lead to the quantitative change of displacement field curve of the beam. In a word, the linear and nonlinear vibration characteristics of beam structure are obviously affected by temperature response, and special attention should be paid to its boundary conditions.
【作者單位】： 華僑大學(xué)土木工程學(xué)院;湖南大學(xué)土木工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金青年項目(11602089,11402085) 福建省自然科學(xué)基金青年創(chuàng)新項目(2016J05011) 福建省中青年教師教育科研項目(JAT160025) 華僑大學(xué)高層次人才科研啟動項目(15BS409)
【分類號】：O327

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本文編號：2144330